【手続補正書】
【提出日】平成18年5月9日(2006.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】直鎖状共役系高分子にカーボンナノチューブが分散されて成り、膜面内における最大の透過光強度の方向での透過強度と最小の透過光強度の方向での透過強度との比が２以上であるか、または膜面内における最大の電導度が得られる方向での電導度と最小の電導度が得られる方向での電導度との比が２以上である異方性高分子コンポジット膜。
【請求項２】直鎖状共役系高分子がポリチオフェン系重合体である請求項１記載の異方性高分子コンポジット膜。
【請求項３】ポリチオフェン系重合体がポリ−３−アルキルチオフェンおよび／またはポリ−３−アルコキシチオフェンである請求項２記載の異方性高分子コンポジット膜。
【請求項４】ポリ−３−アルキルチオフェンが、ポリ−３−ブチルチオフェンおよび／またはポリ−３−ヘキシルチオフェンである請求項３記載の異方性高分子コンポジット膜。
【請求項５】共役系高分子に対するカーボンナノチューブの重量比率が０．０１重量％以上３重量％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の異方性高分子コンポジット膜。
【請求項６】カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブである請求項１〜５のいずれか１項に記載の異方性高分子コンポジット膜。
【請求項７】共役系高分子にカーボンナノチューブが分散されたコンポジット塗液を基板上で一方方向に塗布することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の異方性高分子コンポジット膜の製造方法。
【請求項８】請求項１〜６のいずれか１項に記載の異方性高分子コンポジット膜を半導体素材として用いた電界効果型トランジスタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、直鎖状共役系高分子にカーボンナノチューブが分散されて成り、該膜面内における最大の透過光強度の方向での透過強度と最小の透過光強度の方向での透過強度との比が２以上であるか、または膜面内における最大の電導度が得られる方向での電導度と最小の電導度が得られる方向での電導度との比が２以上である異方性高分子コンポジット膜である。このような異方性を有する共役系高分子薄膜は直鎖状共役系高分子にカーボンナノチューブが分散されたコンポジット溶液を基板上で一方方向に塗布することによって製造される。また、上記記載の異方性高分子コンポジット膜を半導体素材として用いることによって電界効果型トランジスタの特性の向上を図ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明でコンポジット膜を構成する直鎖状共役系高分子としては、溶剤に可溶なものが好ましく使用される。共役系高分子とは高分子骨格の炭素−炭素の結合が１重結合と２重結合が交互に連なっている高分子であって、直鎖状共役系高分子が用いられる。ここで直鎖状高分子とは高分子の骨格構造が安定状態（外力が加わっていない状態）において螺旋構造を取らず、まっすぐ延びている高分子を言う。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような直鎖状共役系高分子としてはポリチオフェン系重合体、ポリピロール系重合体、ポリアニリン系重合体、ポリアセチレン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン系重合体などが挙げられる。これらの直鎖状共役系高分子は、ポリチオフェン系重合体、ポリピロール系重合体の場合にはそれぞれチオフェン環、ピロール環の２、５位でモノマ単位がつながる必要がある。ポリ−ｐ−フェニレン系重合体、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン系重合体ではフェニレン基のパラ位で高分子骨格がつながっているので直鎖状となる。上記の重合体のなかでも本発明には、ポリチオフェン系重合体が特に好ましく使用される。ポリチオフェン系重合体とはポリチオフェン構造の骨格を持つ重合体に側鎖が付いた構造を有するものである。具体的にはポリ−３−メチルチオフェン、ポリ−３−ブチルチオフェン、ポリ−３−ヘキシルチオフェン、ポリ−３−オクチルチオフェン、ポリ−３−デシルチオフェンなどのポリ−３−アルキルチオフェン、ポリ−３−メトキシチオフェン、ポリ−３−エトキシチオフェン、ポリ−３−ドデシルオキシチオフェンなどのポリ−３−アルコキシチオフェン、ポリ−３−メトキシ−４−メチルチオフェン、ポリ−３−ドデシルオキシ−４−メチルチオフェンなどのポリ−３−アルコキシ−４−アルキルチオフェンが挙げられる。これらのうちで、ＣＮＴとチオフェン環との間で強い相互作用があるためポリ−３−アルキルチオフェンおよび／またはポリ−３−アルコキシチオフェンが好ましく用いられ、ポリ−３−アルキルチオフェンとしてはポリ−３−ブチルチオフェンおよび／またはポリ−３−ヘキシルチオフェンが好ましく用いられる。なお、上記の重合体は必ずしも高分子量である必要はなく、例えば直鎖状共役系からなるオリゴマであっても良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
次に、本発明の異方性高分子コンポジット膜の製造方法について説明する。先ず、直鎖状共役系高分子にＣＮＴを適当な溶媒中で分散することによってコンポジット溶液を調製する。ここで使用される溶媒としてはメタノール、トルエン、キシレン、クロロホルムなど直鎖状共役系高分子が可溶なものであれば好ましく使用される。このようにして得られた溶液に、好ましくは超音波洗浄機で超音波を数時間、好ましくは約２０時間照射した後、１日程度放置して塗布用の塗液を得ることができる。上記の直鎖状共役系高分子は溶液状態でＣＮＴを良好に分散するだけでなく、特にＳＷＣＮＴでは束状に凝集したＣＮＴを解きながら分散させるという特長も備えている。一般にＳＷＣＮＴは製造された状態では束状に凝集しており、コンポジットではＣＮＴがこの束状態から解かれて分散されることが好ましい。また、一般にＳＷＣＮＴを分散させる場合には、ＳＷＣＮＴに官能基を付加させる等の方法により化学修飾を施すことによって分散性を付与している。しかし、本発明ではこのような化学修飾を特に施さなくても分散が可能である。ＣＮＴに化学修飾を施すとＣＮＴを構成するπ共役系が破壊されやすいので、ＣＮＴ本来の特性が損なわれるという問題がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明において使用されるＣＮＴの量は、直鎖状共役系重合体に対して特に限定されない。ただし、高分子コンポジットを半導体素材として利用する場合にはＣＮＴを直鎖状共役系高分子に対し重量分率で０．０１％以上３％以下の範囲で混合することが好ましい。この範囲の添加によって移動度を大きく増大させることができる。すなわち、重合体間または結晶子などドメインの間をキャリアが移動するに際し、重合体間やドメイン間の構造の乱れによってキャリアがトラップされたり、散乱されるため、外部に観測される移動度は本来重合体が有する移動度より大きく低下している。一方、ＣＮＴを適度に含む重合体では、重合体間やドメイン間を移動度の高いＣＮＴが橋渡しするため、高移動度が得られると考えられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
上記の方法で調製された有機溶媒、直鎖状共役系高分子、ＣＮＴからなる塗液を用い、以下の方法により薄膜を基板上に形成することによって、異方性を有する薄膜を得ることができる。すなわち、ブレードなどを用いて上記の塗液を一方方向に塗布することによって異方性を有する直鎖状共役系高分子の薄膜を得ることができる。異方性薄膜が形成される機構は明確ではないが、一方方向に塗布することによって塗液中のＣＮＴが塗布方向に並び、その結果としてＣＮＴに付着している直鎖状共役系高分子も配向するためと考えられる。